6.4. Wymiarowanie stopy żelbetowej.

6.4.1. Opis wznoszonej konstrukcji.

Projektowana hala przemysłowa jest konstrukcją trójnawową dwukondygnacyjną o szerokości naw 7,2 m w osiach słupów. Długość modularna hali wynosi 54,0 m. Konstrukcja słupowo - ryglowa przenosi wszystkie obciążenia na stopy żelbetowe.

6.4.2. Opis warunków gruntowo - wodnych.

W podłożu bezpośrednio pod halą stwierdzono glinę piaszczystą zwięzłą o stopniu plastyczności I_L=0,42. Warstwa ta zalega na całej rozpatrywanej głębokości gruntu. Jednocześnie do danej głębokości gruntu nie stwierdzono występowania wody gruntowej. Jest to najprostszy tup podłoża gruntowego zaliczany do I kategorii geotechnicznej.

6.4.3. Zasady obliczania wymiarów stopy.

Dla fundamentu o podstawie prostokątnej, obciążonego mimośrodowo siłą pionową N_r oraz siłą poziomą T_rB działającą równolegle do krótszego boku podstawy B należy sprawdzić warunek:

gdzie: N_r- obliczeniowa wartość składowej pionowej obciążenia [kN];

m- współczynnik korekcyjny wg PN pkt. 3.3.7.

Q_fNB- pionowa składowa obliczeniowego oporu granicznego podłoża gruntowego [kN]

gdzie:

,
, przy czym

e_B, e_L -mimośród działania obciążenia, odpowiednio w kierunku równoległym do

szerokości B i długości L podstawy;

D_min - głębokość posadowienia, mierzona od najniższego poziomu terenu, np. od

podłogi piwnicy lub kanału instalacyjnego;

N_C, N_D, N_B -współczynniki nośności, wyznaczone w zależności od wartości

- obliczeniowa wartość kąta tarcia wewnętrznego gruntu zalegającego

bezpośrednio poniżej poziomu posadowienia [^o];

- obliczeniowa wartość spójności gruntu zalegającego bezpośrednio poniżej poziomu posadowienia [kPa];

- obliczeniowa średnia gęstość objętościowa gruntów i ew. posadzki powyżej poziomu posadowienia [t/m₃];

- obliczeniowa średnia gęstość objętościowa gruntów zalegających poniżej poziomu posadowienia do głębokości równej B [t/m₃];

g - przyspieszenie ziemskie równe 9,81m/s²;

i_C, i_D, i_B -współczynniki wpływu nachylenia wypadkowej obciążenia w zależności od δ_B;

δ_B - kąt nachylenia wypadkowej obciążenia gdzie:
;

T_rB - siła pozioma działająca równolegle do krótszego boku B podstawy fundamentu [kN];

W przypadku, gdy fundament jest obciążony także siłą poziomą T_rL, działającą równolegle do dłuższego boku podstawy należy sprawdzić także warunek:

gdzie: i_C, i_D, i_B- współczynniki wpływu nachylenia obciążenia, wyznaczone w zależności od

δ_L i
, gdzie
;

6.4.4. Określenie parametrów gruntu.

Glina piaszczysta zwięzła (geneza-A) w stanie plastycznym (I_L=0,42) posiada następujące parametry gruntowo-wodne:

*=2,10t/m³; w_n=17%; *_u⁽ⁿ⁾=17,7*; c_u⁽ⁿ⁾=31kN/m²; ρ_S = 2,67 t/m³;

γⁿ = 21,0 kN/m³ γ^r = 21,0 * 0,9 = 18,9 kN/m³

γⁿ_D = 21,0 kN/m³ γ^r_D = 21,0 * 0,9 = 18,9 kN/m³

γⁿ_B= 21,0 kN/m³ γ^r_B = 21,0 * 0,9 = 18,9 kN/m³

γ_Bet= 25,0 kN/m³

=
=2,1*0,9=1,89t/m³**=18,54kN/m³

c_u⁽ⁿ⁾=31kN/m²; c_u^(r)=31*0,9=27,9kN/m²;

Wstępnie założone: L=1,7m, B=1,3m, h=0,60m, D=1,0m,

6.4.5. Określenie sił działających na stopę.

Przyjmuje się, że ściana zewnętrzna oparta będzie na żelbetowej podwalinie o wymiarach s = 0,25 m, h = 0,45 m.

Warstwa	Ciężar właściwy [kN/m^3]	Grubość [m]	Wysokość [m]	Wartość charakterystyczna [kN/m]	Wspł. Obciążenia	Wartość obliczeniowa [kN/m]
Tynk cem.-wap 0,7cm	19,00	0,070	4,5	5,985	1,3	7,78
Styropian 10 cm	0,45	0,100	4,5	0,203	1,2	0,24
Cegła dziurawka 25 cm	14,00	0,250	4,5	15,750	1,1	17,33
Tynk cem.-wap 1,5cm	19,00	0,015	4,5	1,283	1,3	1,67
		RAZEM		23,220		27,016

Siła od podwaliny: q=b*h*l**=0,25*0,45*25,0*1,1=3,09kN

Maksymalny moment zginający

N_sd1 = 567,311+85,80= 653,11 kN

T_sd1 = 50,329 kN

M_sd1 = 73,344 kNm

6.4.6. Sprowadzenie sił do podstawy fundamentu:

Ciężar stopy G_st=1,3*1,7*0,7*25=38,68 kN

Ciężar słupa G_sł=0,45*0,30*0,4*25=1,35 kN

Ciężar gruntu na stopie G_g=(1,3*1,7*0-0,45*0,3) *0,4*21=17,43 kN

P=1,1*(38,68+1,35+17,43)=63,21 kN

Nr=N+P=653,11+63,21=716,32 kN

Tr=T=50,329 kN

Aby zrównoważyć układ:

przy czym

6.4.7. Określenie potrzebnych parametrów geometrycznych:

tgφ = tg17,7*0,9=tg15,93=0,2854

więc:

i_BL = 0,75 i_BB = 1,0

i_DL = 0,90 i_DB = 1,0

i_Cl = 0,84 i_CB = 1,0

N_D = 4,34 N_C = 11,63 N_B = 0,72

6.4.8. Sprawdzenie warunku nośności w kierunku B (m=0,9*0,9=0,81).

- warunek spełniony.

6.4.9. Sprawdzenie warunku nośności w kierunku L (m=0,9*0,9=0,81).

- warunek spełniony.

6.4.10. Określenie naprężeń pod stopą fundamentową:

6.4.11. Obliczenia wartości momentów zginających:

a_sl = 45 cm a_sb = 30 cm

II L

II B

6.4.12. obliczenie zbrojenia stopy.

Beton B - 20

Stal A-I

Grubość otuliny:

- zbrojenie (założenie wstępne) φ_p = 14 mm

- grubość otuliny ( klasa środowiska - 2b )

Przyjmuję wartość c₁ = 21 mm

Grubość warstwy otuliny zwiększam o Δh = 5 mm

( warunek ze względu na odchyłki przy wykonawstwie)

c = 21 + 5 = 26 mm

a = c + φ_p/2 = 26 + 14/2 = 33 mm

Przyjęto a=40mm

d = 0,70 - 0,04 = 0,66 m

z = 0,9 * d = 0,9 * 0,66 = 0,594 m

Zbrojenie w kierunku równoległym do B

- minimalna powierzchnia zbrojenia:

A_smin = 0,0015 * b * d = 0,0015 * 0,45 * 0,66 = 0,000446 m² = 4,46 cm²

Przyjmuje się zbrojenie minimalne A_smin = 7,43 cm²

- odcinek 1 - 2

< A_smin=7,43 cm²

- odcinek 2 - 3

< A_smin=7,43 cm²

OSTATECZNIE PRZYJĘTO

10 φ 14 w rozstawie co 18 cm o A_s = 16,08 cm²

Rozmieszczenie zbrojenia (n-1)*18+2*a=(10-1)*18+2*4,0=170cm
L=170cm

Zbrojenie w kierunku równoległym do L

- minimalna powierzchnia zbrojenia:

A_smin = 0,0015 * b * d = 0,0015 * 0,30 * 0,66 = 0,000297 m² = 2,97 cm²

Przyjmuje się zbrojenie minimalne A_smin = 4,95 cm²

OSTATECZNIE PRZYJĘTO

7 φ 14 w rozstawie co 20 cm o A_s = 10,77 cm²

Rozmieszczenie zbrojenia (n-1)*20+2*a=(7-1)*20+2*4,0=128cm<B=130cm

---